醫學與新科技(2 / 3)

這種檢查方法對人體無損害、無痛苦。病人躺在床上,醫生用一個探測頭,在被檢查的部位來回移動,熒光屏上就可以顯示波形和圖像。如配合電子計算機,一秒種就可以拍攝數十張超聲斷層像片,為診斷疾病提供依據。

那麼,什麼是超聲波?它是從什麼時候開始用於醫學檢查的?它給我們什麼啟示?

大家知道,聲音是以波的形式傳播的。當我們在空曠的大廳或山穀裏大聲喊叫時,可以聽到響亮的回聲,這就是聲波的反射。但是,我們耳朵的聽力很有限,當聲波頻率超過2萬赫茲時就聽不到了。這種聲波被稱為超聲波。

人們觀察到蝙幅就是利用自己發出的超聲波來辨別方向而準確無誤地飛行、捕食的。超聲波在本質上與能聽到的聲音一樣,隻是頻率很高,波長很短,基本上沿直線傳播,而且可以反射、折射、繞射以及吸收、衰減等,它在固體和液體中比普通聲音更容易傳播。在它的傳播過程中,如果遇到兩種不同物體的界麵,由於物體對超聲波的阻力(稱為聲阻)不同,就產生界麵反射。

對超聲波的應用,最早是出於軍事目的。第二次世界大戰期間,各國為擴大製海權以及更好地刺探海域的敵艦,或深入敵方領海,發展了潛水艇,並用聲納(超聲波)作為聯係、探尋和發送情報,在戰爭中發揮了重要作用,技術上也得到了發展。

戰爭之後,人們在反思:人們長期探尋得到的科學知識和科學技術,為什麼隻用於戰爭,而不能更好地為我們的生產、為我們人類的健康服務呢?

正確的思想引導出了正確的行動!

科學家們想:人體各個組織器官的密度不同,如果用超聲波來檢查,一定能幫助觀察有些病變,因為它們的反射界麵不同。如果某個器官發生了病變,比如長了血管瘤、腫瘤,有了積水,它的密度和聲阻就發生了變化,與正常組織的反射就不同了,就是根據這個原理,到了20世紀50年代,超聲波被用於醫學檢查了。

第一次的超聲波檢查是用於一個孕婦,當時用的是A型超聲波。當超聲波進入子宮腔時出現一個平的回聲,這是顯示的羊水平麵;當超聲波到達胎兒身體時,波發生了變化,波離開胎體時,又恢複了平的回聲。這個檢查成功了!它也許像孕婦孕育胎兒一樣,預示著超聲波在醫學領域的廣泛運用。

超聲波檢查確實,現在超聲波檢查應用很廣泛,有A型、B型、M型超聲,還有C超,可以顯示立體圖像。臨床應用最廣的是B型超聲,它可以通過反射信息的光點,直接把髒器的輪廓、大小、方位及鄰近關係顯示在熒光屏上。B型超聲有灰階B超和彩色B超。現在B超都已與計算機技術結合起來,邊檢查,邊拍出清晰的照片。

超聲波能分辨出肝髒內2厘米大小的病變;可以測量胎頭、胎體等數據,窺測卵巢內濾泡大小及卵巢癌;可以在超聲圖像監視下指導穿刺和手術定位,觀察髒器移植情況。高超聲波更可以破壞腫瘤組織。不僅如此,超聲波還可以用於許多疾病的治療,效果還很不錯。

這裏還要特別講一講彩色多普勒檢查的問題,因為這是多普勒現象在B超檢查上的具體應用,它們的結合使超聲檢查效果更高一籌。這也是當代醫學技術發展的一個特點。

多普勒現象是個天文現象,它是這樣發現的:1892年,39歲的奧地利數學和物理學家克約斯琴·約翰·多普勒,在觀察來自星球的光色變化時,發現當星球和地球迎向運動時,光波頻率升高,向光譜的紫色端移動;當星球與地球背向運動時,光波頻率降低,向光譜的紅色端移動,產生所謂紅移現象。這種因光波和接收器之間的相對運動而引起的光波頻率變化的效應,被稱為多普勒效應。以後的研究發現,多普勒效應同樣適用於聲波和超聲波。

應用多普勒超聲探測心髒、血管或其他髒器時,發射的聲束遇到流動著的紅細胞,二者相對運動產生多普勒效應。

當超聲診斷技術與電子計算機技術結合後許多難以檢查的項目就都可以進行了,尤其是應用各種電子掃描探頭,它們形狀各異,與體表接觸麵小,幾乎可以檢查全身一切髒器。

比如,對心髒進行多普勒檢查,不僅可以觀察到心髒的影像,而且可以直接計算出心髒及各大血管各個部位的血流速度、心排血量,如果心髒瓣膜有病,還可測出病變部位前後的壓力差等等。

超聲波技術還被用於工業等許多方麵。這種技術的互相滲透,也是許多發明發現的非常重要的曆史原因。

神奇的顯微外科手術

幾十年前,如果遇上了斷肢或斷手的病人,醫生隻得遺憾地將離斷部分丟棄。顯微外科技術的發展完全改變了這種狀況。

1963年1月,上海市第六人民醫院陳中偉和錢允慶醫師等為王存柏接活了世界上第一隻斷手,被譽為世界醫學史上的創舉,並得到國際同行的承認。自此以後,我國的顯微外科技術得到了發展。

在不斷的實踐中,醫生們又有了新的思考,斷肢可以再植,斷的手指、腳趾能不能再植呢?最困難的問題是什麼呢?最關鍵的問題又是什麼呢?關鍵是血管能否接通!但是,手指(或腳趾)的血管要比上肢的細得多,在直視下根本不可能縫合起來。於是科學家想到了顯微鏡。

顯微外科手術實質上是醫生在手術顯微鏡的放大下,使用特製的顯微手術器械,用比頭發絲還細的針線,對細小的血管、神經進行分離縫合。像其他技術一樣,顯微技術早已用於生物學、組織學和病理學,但最早用在外科手術上的是瑞士耳科醫生尼倫和他的同事。1921年,他們就借助放大鏡或雙目手術顯微鏡,為耳硬化症病人做內耳手術。進入50年代,有人報告在手術顯微鏡下進行角膜縫合,至此,顯微外科才開始了縫合操作階段。1960年,美國的血管外科醫生傑柯勃森,用手術顯微鏡縫合血管,使直徑16~32毫米細小血管縫合即刻通暢率達到100%;這是顯微外科的劃時代發展。

1965年7月,日本外科醫生增厚建二借助顯微鏡,以精湛的外科縫合技術成功地進行了世界第一例手指完全斷離後的再植手術,創造了近代外科史上又一個奇跡。從此,外科醫生們借助顯微鏡能夠縫合15毫米以下的小血管,開始了顯微外科的新紀元。

80年代多采用自動控製的變焦距外科手術顯微鏡,既可以拉近目標,看清微細處,又能連續地回到低功率放大效能,以便看清全貌;還能經常保持同樣的光度,便於雙手自由活動。在這種手術顯微鏡下,醫生可以縫合直徑小於1毫米的微細血管和神經。

現在,借助顯微外科手術,已使醫生由宏觀世界進入了微觀世界,手術由厘米進入了以毫米甚至微米作為衡量單位的領域。

應用顯微外科技術已能縫合01毫米的微血管。斷肢低溫缺血長達56小時仍能再植成活。斷肢再植的成功率已由原來的50%左右,提高到929%,並可以從病人的腳上取1~2個腳趾,移植代替缺失的拇指,使失去手指的病人用腳趾代替手指寫字、用餐具等。

用顯微外科技術還能吻合神經,如運動神經移植術,是選擇相應的運動神經,把它的未端分成若幹細小的神經末梢,然後再移植到肌肉裏,使肌肉恢複功能。

在我國,由於顯微外科器材的配套自給,許多城市基層、廠礦、部隊醫院及一些縣醫院也開展了各種顯微外科手術。

隨著科學技術的發展,電子計算機也開始在顯微外科中發揮作用,它在圖像識別、手術設計、手術預測、術中術後監測和監護等方麵都得到了應用。

在國外,正在研究更為方便的手術顯微鏡。德國設計出一台聲控手術顯微鏡,外科醫生可以通過話筒下達16種口令,如“焦點對準點”、“再放大”、“圖像往左偏”、“高一點”、“中間的光再強點”、“停”等等。它預先把外科醫生的聲音進行編碼,所以手術時別人的話不起作用,而且每發出一道命令,電子儀器都要先重複一遍,醫生核準後,微型電子計算機才開動伺服電動機,再立即高度準確地調好顯微鏡。如果這種聲控手術顯微鏡得到普及,顯微外科手術將會得到更快的發展。

核磁共振成像術

1946年,美國加利福尼亞州斯坦福大學布勞克和麻省哈佛大學柏塞爾等人發現了核磁共振現象,並因此榮獲1952年諾貝爾物理學獎金。

1971年,美國的達曼迪恩首先將核磁共振信號用於檢查癌症。1977年,英國首次獲得了人手腕部的磁共振剖麵圖。進入80年代,由於計算機技術、電子技術和超導技術的飛速發展,核磁共振成像術才日臻完善,並在臨床上廣為應用。1986年,我國引進了這一技術。

核磁共振成像術,是一種揭示人體“超原子結構(質子)”相互作用的“化學圖像”的技術。